[Tecnologia] Il nuovo oro

In principio fu l'oro giallo. [tangibile]

Poi divenne oro nero. [tangibile]

Ora diventerá oro ...?

Mi sto riferendo alle nuove tecnologie per lo stoccaggio di energia elettrica: in primis, batterie.

Il 30% delle auto prodotte negli Stati Uniti nel 1900 erano alimentate a batteria.
Le auto a batteria vennero soppiantate dall'invenzione della catena di montaggio, e dall'introduzione di nuovi standard di produzione per il motore a 4 tempi, dovuto ad Henry Ford negli anni '10 del 900.
Ford non era un tecnologo: ma era un genio che aveva una visione di insieme per la riduzione dei tempi morti di produzione e aveva capito l'importanza della divisione del lavoro nei minimi termini.

Le batterie, all'epoca basate su piombo e uso di acido solforico, erano pesanti, costose e pericolose da gestire.

Al contrario, la benzina era il veicolo per lo stoccaggio energetico ideale.
1. Aveva una densitá energetica di centinaia di volte superiore a quella delle batterie dell'epoca. Significava, a parita di autonomia, avere un auto enormemente piú leggera. I tempi di ricarica per auto elettriche erano lunghissimi.
2. Era ampiamente disponibile a poco prezzo. All'epoca si bucava il terreno e si estraeva. Di petrolio gli USA erano straricchi.

Dopo un secolo, e arriviamo ai giorni nostri, la benzina é diventata molto piú costosa, c'é molta piú preoccupazione per la sostenibilitá ambientale, le norme sul controllo delle emissioni richiedono motori sempre piú costosi e sistemi di riduzione di polveri sottili e ossidi di azoto sempre piú complessi. E costosi.


Esiste un gap tecnologico mondiale oggi. Abbiamo diverse fonti per la produzione di energia. Ma alcune di queste, principalmente le rinnovabili, non rendono l'energia disponibile quando ce n'é bisogno.

Ad esempio, se non c'é il sole, il fotovoltaico non serve.
Ad alte latitudini, piú in su dell'Olanda, per intenderci, dove l'irraggiamento solare é scarso, la fa da padrona l'eolico.
Ma se manca il vento, o se il vento é troppo forte, le turbine eoliche non producono energia.

Di fatto il mondo attuale é basato sullo sfruttamento dei combustibili fossili.
Sembra banale, ma non lo é. Di fatto, le tecnologie di estrazione, raffinamento, distribuzione, stoccaggio, si sono perfezionate nel corso di 130 anni e hanno dato forma all'economia mondiale di oggi. Inclusi nascita dei sindacati di categoria nelle catene di produzione delle case automobilistiche.

Grazie allo sviluppo dell'elettronica per trasformare corrente continua in corrente alternata con alta efficienza (anni '90), e con l'invenzione delle batterie al litio (1991), e l'introduzione di terre rare per ottenere magneti super compatti (anni '80), oggi finalmente sono disponibili quelle tecnologie per mandare il motore a combustione interna, e buona parte dell'industria di estrazione, trasporto e stoccaggio dei combustibili fossili, in pensione.

L'auto elettrica sta rinascendo, sotto nuove forme, grazie a tecnologie che fino a pochi anni fa non erano disponibili.

C'é un peró.

La benzina fa da stoccaggio di energia. Come "salvare" l'energia in eccesso prodotta da rinnovabili sotto forma di energia elettrica?
Qua entrano in gioco le batterie.

Le batterie attuali non sono adeguate, ancora, per sostituire la benzina senza cambiare radicalmente stile di vita. Ad esempio, oggi faccio il pieno, e per giorni mi disinteresso della cosa. Magari guido per 800 km. Se ho un'auto elettrica, devo:
1) tenere le batterie in carica in una fascia ideale compresa fra il 20% e il 90%
2) per lunghi percorsi, pensare a dove sostare, quanto a lungo sostare, per ricaricare le pile
3) se fa molto freddo, realizzare che la percorrenza potenziale diminuisce anche del 30%

e via discorrendo...

Ci sono molte soluzioni, a livello prototipale (cioé: laboratorio) per migliorare le batterie a litio di oggi, ma finalmente verrá messa in commercio una soluzione, prodotta dalla giapponese Kyocera che sfrutta brevetti della start-up americana 24M, che consente di avere batterie a litio che:
1) risultano il 10% piú energetiche di quelle attuali, e la densitá  incrementerá nel tempo.
2) richiedono un processo produttivo piú breve, compatto

In altri termini, l'obiettivo é andare verso batterie piú compatte e meno costose.

Sufficiente? no, ma é la direzione giusta e finalmente si parla di nuovi prodotti in commercio.

Immagino che intorno al 2025 assisteremo alla messa in commercio di nuovi prodotti da altre aziende. Intorno al 2030 forse ci sará il vero breakthrough tecnologico.

La prima azienda che riuscirá nell'impresa di produrre batterie con densitá simili al benzina, avrá un vantaggio tecnologico enorme, simile ai Bell Labs americani quando inventarono il transistor o alla Fairchild semiconductor quando brevettarono i processi per creare il primo circuito integrato.
Queste aziende hanno creato il mondo moderno, bastato sulla tecnologia dell'informazione.